《河北省遷安一中高中物理 用牛頓定律解決問題(一)課件 新人教版必修1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《河北省遷安一中高中物理 用牛頓定律解決問題(一)課件 新人教版必修1(20頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、用牛頓定律解決問題(一) 例題1 一個靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是 2KG,在 6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4S末的速度和4S內(nèi)的位移。 問:問:l、本題研究對象是誰?它共受幾個力的作用?物體所受的、本題研究對象是誰?它共受幾個力的作用?物體所受的合力沿什么方向?大小是多少?合力沿什么方向?大小是多少? 2、本題要求計算位移和速度,而我們只會解決勻變速運(yùn)動問、本題要求計算位移和速度,而我們只會解決勻變速運(yùn)動問題。這個物體的運(yùn)動是勻變速運(yùn)動嗎?依據(jù)是什么?題。這個物體的運(yùn)動是勻變速運(yùn)動嗎?依據(jù)是什么? 3、FN和和G在豎直方向上,它們有什
2、么關(guān)系?在豎直方向上,它們有什么關(guān)系?例2:一個滑雪的人質(zhì)量是 75 KG,以V02M/S的初速度沿山坡勻加速滑下,山坡的傾角30。在 T5S的時間內(nèi)滑下的路程X60M,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空氣阻力) 問:本題屬于那類力學(xué)問題?問:本題屬于那類力學(xué)問題? 人共受幾個力的作用?各力方向如何?人共受幾個力的作用?各力方向如何? 它們之中哪個力是待求量?哪個力實(shí)際上是己知的?它們之中哪個力是待求量?哪個力實(shí)際上是己知的?待求力是誰?待求力是誰? 物體所受的合力沿什么方向?物體所受的合力沿什么方向?12a a2(xv0t)t2對比 相同之處相同之處: 都要進(jìn)行受力分析、狀態(tài)分析;都要進(jìn)行受力
3、分析、狀態(tài)分析; 都要應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)規(guī)律都要應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)規(guī)律 不同之處:不同之處: 例題例題1 1先根據(jù)受力情況確定合外力,后根先根據(jù)受力情況確定合外力,后根據(jù)牛頓定律確定加速度,從而確定運(yùn)動情況;據(jù)牛頓定律確定加速度,從而確定運(yùn)動情況; 例題例題2 2是根據(jù)運(yùn)動情況確定加速度,后根是根據(jù)運(yùn)動情況確定加速度,后根據(jù)牛頓定律確定合外力,從而確定受力情況。據(jù)牛頓定律確定合外力,從而確定受力情況。兩類問題 1.1.已知物體的受力情況,確定物體的運(yùn)動情況;已知物體的受力情況,確定物體的運(yùn)動情況; 2.2.已知物體的運(yùn)動情況,確定物體的受力情況。已知物體的運(yùn)動情況,確定物體的受力情
4、況。圖表受力情況F1、F2運(yùn)動情況v0、sF合a力的合成與分解牛頓第二定律運(yùn)動學(xué)公式小結(jié) l、兩題都需畫受力圖,都要利用牛頓第二定律和運(yùn)動、兩題都需畫受力圖,都要利用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式,畫受力圖是重要的解題步驟。不同之處是例學(xué)公式,畫受力圖是重要的解題步驟。不同之處是例1先用牛頓第二定律求加速度,而例先用牛頓第二定律求加速度,而例2先用運(yùn)動學(xué)公式求先用運(yùn)動學(xué)公式求加速度。加速度。 2、例、例2中物體受力方向較為復(fù)雜,建立平面直角坐標(biāo)中物體受力方向較為復(fù)雜,建立平面直角坐標(biāo)系后,就可以用系后,就可以用G1和和G2代替代替G,使解題方便。,使解題方便。一斜面一斜面AB長為長為10 ,傾角為傾
5、角為,一質(zhì)量為一質(zhì)量為kg的小的小物體物體(大小不計大小不計)從斜面頂端從斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑點(diǎn)由靜止開始下滑,如圖所如圖所示示(取取10 m/s2) (1)若斜面與物體間的動摩擦因若斜面與物體間的動摩擦因 數(shù)為數(shù)為0.5,求小物體下滑到斜面底端求小物體下滑到斜面底端B點(diǎn)時的速度及所用時間點(diǎn)時的速度及所用時間.(2)若給小物體一個沿斜面向下若給小物體一個沿斜面向下 的初速度的初速度,恰能沿斜面勻速下滑恰能沿斜面勻速下滑,則小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)則小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)是多少是多少?圖圖 2q=30 oABmAG(1)、以小物體為研究對象、以小物體為研究對象,其受力情況如圖所示其受
6、力情況如圖所示.建立直角坐標(biāo)系建立直角坐標(biāo)系. 小物體沿斜面即小物體沿斜面即軸方向加軸方向加速運(yùn)動速運(yùn)動,設(shè)加速度為設(shè)加速度為ax , 則則ax,物體在軸方向沒有發(fā)物體在軸方向沒有發(fā)生位移生位移,沒有加速度則沒有加速度則ay.解析:解析:q=30 oBmFNxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=yNyxxmaGFFmaFGF= =- -= = =- -= =12m mq qq qm mcossinmgFmaFmgN= = =- -由牛頓第二定律得:由牛頓第二定律得:解解 析析把重力把重力沿沿軸和軸和軸方向分解:軸方向分解:q=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=c
7、osGq qG2=又又所以:所以:NFFm mm m= =設(shè)小物體下滑到斜面底端時的速度為設(shè)小物體下滑到斜面底端時的速度為,所用時間為所用時間為,小物體由靜小物體由靜止開始勻加速下滑止開始勻加速下滑, 則:則:由由)cos(sing- -= =q qm mq q52/30cos.030(sin10sm= =)- -2/67.0sm= =cossinmmgmga- -= =q qm mq qasvvt2202+ += =atvvt+ += =0由由smsmasv/7 . 3/1067. 022= = = =ssavt5.567.07.3= = = =得得得得解解 析析(2)小物體沿斜面勻速下滑時
8、小物體沿斜面勻速下滑時,處于平衡狀態(tài)處于平衡狀態(tài),其加速度其加速度,則在圖示的直角坐標(biāo)系中。則在圖示的直角坐標(biāo)系中。NFFm mm m= =所以所以又又所以所以,小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)58.030tantan= = = = =q qm mm mNFFq qq qm mcossinmgFmgFN= = =0012= = =- -= = = =- -= =yNyxxmaGFFmaFGFm mq=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=由牛頓第二定律由牛頓第二定律 得:得:解解 析析若給物體一定的初速度若給物體一定的初速度 當(dāng)當(dāng)tg時時,
9、物體沿斜面勻速下滑;物體沿斜面勻速下滑; 當(dāng)當(dāng)tg(mgcosmgsin)時)時,物體沿斜面減速下滑;物體沿斜面減速下滑; 當(dāng)當(dāng)tg(mgcosmgsin)時)時,物體沿斜面加速下滑物體沿斜面加速下滑.q=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=cosGq qG2= 小小 結(jié)結(jié) 例例3、如圖所示,質(zhì)量、如圖所示,質(zhì)量m=4kg的物體;靜止于水平面上,它的物體;靜止于水平面上,它受到一個水平拉力為受到一個水平拉力為F=10N的作用,拉力作用一段時間的作用,拉力作用一段時間t后撤后撤去,物體繼續(xù)滑行到達(dá)去,物體繼續(xù)滑行到達(dá)B點(diǎn)速度恰好為零,已知點(diǎn)速度恰好為零,已知AB兩點(diǎn)距離兩點(diǎn)距離為
10、為S=10m,物體與水平面間動摩擦因數(shù),物體與水平面間動摩擦因數(shù)0.2,求拉力,求拉力F作作用的時間用的時間t是多少?是多少? A.N=masin B. N=m(g+asin)C. f=mg D. f=macos 例例4、如圖、如圖3所示所示, 質(zhì)量為質(zhì)量為m的人站在自動扶梯上的人站在自動扶梯上, 人鞋與梯的動摩擦因數(shù)為人鞋與梯的動摩擦因數(shù)為. 扶梯傾角為扶梯傾角為, 若人隨若人隨扶梯一起以加速度扶梯一起以加速度a向上運(yùn)動向上運(yùn)動. 梯對人的支持力梯對人的支持力N和和摩擦力摩擦力f分別為(分別為( )BD 例例5、 如圖所示,小車內(nèi)的地面是光滑的,左如圖所示,小車內(nèi)的地面是光滑的,左下角放一個
11、均勻小球,右壁上掛一個相同的球,下角放一個均勻小球,右壁上掛一個相同的球,兩個球的質(zhì)量均為兩個球的質(zhì)量均為4 kg,懸掛線與右壁成,懸掛線與右壁成37角,小車向右加速前進(jìn)求:當(dāng)右壁對角,小車向右加速前進(jìn)求:當(dāng)右壁對A球的球的壓力為零時,左壁對壓力為零時,左壁對B球的壓力為多大?(球的壓力為多大?(g取取10 m/s2) 例例6、如圖所示的傳遞帶裝置,、如圖所示的傳遞帶裝置,A、B兩皮帶輪的兩皮帶輪的輪心間距離為輪心間距離為1.5m,皮帶以速度,皮帶以速度2m/s作勻速運(yùn)動,作勻速運(yùn)動,現(xiàn)將一小物體現(xiàn)將一小物體C輕輕放到傳送帶的輕輕放到傳送帶的A端,已知物體端,已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為與
12、傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2,那么需要多長時,那么需要多長時間物體間物體C才能到達(dá)才能到達(dá)B端。端。 1、一個物體放在光滑水平面上,初速為零,先對物體施加、一個物體放在光滑水平面上,初速為零,先對物體施加一向東的恒力一向東的恒力F,歷時,歷時1秒,隨即把此力改變?yōu)橄蛭?,大小不秒,隨即把此力改變?yōu)橄蛭?,大小不變,歷時變,歷時1秒鐘,接著又把此力改為向東,大小不變,歷時秒鐘,接著又把此力改為向東,大小不變,歷時1秒鐘,如此反復(fù)只改變力的方向,共歷時秒鐘,如此反復(fù)只改變力的方向,共歷時1分鐘,在此分鐘,在此1分鐘分鐘內(nèi)內(nèi) A物體時而向東運(yùn)動,時而向西運(yùn)動,在物體時而向東運(yùn)動,時而向西運(yùn)動,在1分鐘末
13、靜止于分鐘末靜止于初始位置之東初始位置之東 B物體時而向東運(yùn)動,時而向西運(yùn)動,在物體時而向東運(yùn)動,時而向西運(yùn)動,在1分鐘末靜止于初分鐘末靜止于初始位置始位置 C物體時而向東運(yùn)動,時而向西運(yùn)動,在物體時而向東運(yùn)動,時而向西運(yùn)動,在1分鐘末繼續(xù)向分鐘末繼續(xù)向東運(yùn)動?xùn)|運(yùn)動 D物體一直向東運(yùn)動,從不向西運(yùn)動,在物體一直向東運(yùn)動,從不向西運(yùn)動,在1分鐘末靜止于分鐘末靜止于初始位置之東初始位置之東鞏固練習(xí)鞏固練習(xí): 根據(jù)兩個練習(xí)的解題過程,以及我們對應(yīng)用牛根據(jù)兩個練習(xí)的解題過程,以及我們對應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解題方法的分析,請同學(xué)們總結(jié)出頓運(yùn)動定律解題方法的分析,請同學(xué)們總結(jié)出應(yīng)用牛頓定律解決問題的一般步驟。
14、應(yīng)用牛頓定律解決問題的一般步驟。 1.確定研究對象。確定研究對象。 2.對研究對象進(jìn)行受力分析與狀態(tài)分析,建立對研究對象進(jìn)行受力分析與狀態(tài)分析,建立正確的物理情景。正確的物理情景。 3.選取正方向,建立坐標(biāo)系,根據(jù)牛頓定律列選取正方向,建立坐標(biāo)系,根據(jù)牛頓定律列方程。方程。 4.解方程,求結(jié)果,討論結(jié)果的合理性。解方程,求結(jié)果,討論結(jié)果的合理性。作業(yè)作業(yè) : 1、課后完成課本、課后完成課本91頁頁“問題與練習(xí)問題與練習(xí)”中的習(xí)題。中的習(xí)題。 2、課后你能否用圖表的形式具體總結(jié)一下兩種動力學(xué)題、課后你能否用圖表的形式具體總結(jié)一下兩種動力學(xué)題目的基本解題思路?目的基本解題思路? 完成補(bǔ)償訓(xùn)練、課課練完成補(bǔ)償訓(xùn)練、課課練page:119-122